基于磁耦合感应的电动车辆无线电能传输技术研究

发布时间：2022-12-04 06:58

　　为应对石油资源危机及环境污染问题,新能源汽车在全球得到大力发展,将无线电能传输（Wireless Power Transfer,WPT）技术应用于电动车辆充电领域,可为电动车辆的充电方式提供更加灵活的选择。相对于有线充电方式充电插头频繁插拔造成的磨损、老化,易产生火花等安全隐患,无线传输方式更加便捷灵活、安全可靠,将成为未来新能源汽车充电技术的发展趋势之一。本文基于磁耦合感应式（Magnetic Coupling Induction,MCI）电动车辆WPT技术,对双边LCC补偿拓扑、LCC-S补偿拓扑进行理论分析与实验研究。首先借助互感耦合电路模型以及基波分析法,对两种补偿拓扑进行理论分析,给出两种补偿拓扑下各元件的电压电流表达式,同时对异常工作状况进行分析。其次对双边LCC补偿MCI-WPT系统主电路设计进行介绍并搭建实验样机进行实验,实验测得在150mm线圈间垂直距离下输出功率达到5kW,最高效率为91.25%。然后对系统进行损耗分析,推导出最大效率传输表达式,可对高效率双边LCC补偿的MCI-WPT系统设计提供理论指导;此外,为抑制由补偿电感所在回路产生的谐波、降低高次谐波电流产... 

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及分析
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 磁耦合感应式无线电能传输系统拓扑分析
    2.1 电动车辆无线电能传输系统组成
    2.2 松耦合变压器等效模型分析
    2.3 双边LCC补偿拓扑分析
    2.4 LCC-S补偿拓扑分析
    2.5 两种补偿拓扑异常情况分析
        2.5.1 副边缺失情况分析
        2.5.2 负载开路情况分析
        2.5.3 副边短路情况分析
    2.6 本章小结
第3章 双边LCC补偿MCI-WPT系统设计与初步实验
    3.1 双边LCC补偿MCI-WPT系统主电路设计
        3.1.1 松耦合变压器设计与实现
        3.1.2 补偿电感设计
        3.1.3 主电路器件选型
        3.1.4 驱动电路设计
    3.2 基于双边LCC补偿系统能量传输实验
        3.2.1 不同耦合及输出条件下的工作波形
        3.2.2 传输效率
    3.3 本章小结
第4章 双边LCC补偿MCI-WPT系统优化设计
    4.1 引言
    4.2 系统损耗分析
        4.2.1 开关管损耗
        4.2.2 二极管损耗
        4.2.3 补偿电感损耗
        4.2.4 线圈损耗
    4.3 系统最佳传递效率公式推导
    4.4 LCC补偿网络的改进
    4.5 本章小结
第5章 用于接收线圈间的新型解耦方法研究
    5.1 引言
    5.2 接收线圈耦合对系统输出特性的影响分析
    5.3 新型线圈解耦方法
    5.4 实验样机搭建
        5.4.1 松耦合变压器与解耦器设计
        5.4.2 主电路设计
    5.5 解耦前后对比实验
        5.5.1 接收回路串联对比实验
        5.5.2 接收回路并联对比实验
        5.5.3 实验对比结果
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间的主要成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[10]基于变结构模式的宽负载恒压感应耦合电能传输系统[J]. 孙跃,张欢,陶维,马浚豪,李璐,夏金凤.  电力系统自动化. 2016(05)



本文编号：3707804